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船用导航雷达信号处理系统设计与实现
| 论文题名： | 船用导航雷达信号处理系统设计与实现 |
| 关键词： | 船用导航雷达;嵌入式系统;数字信号处理;界面设计 |
| 摘要： | 船用导航雷达是各型船舶安全导航的基本工具。船用导航雷达将调制的电磁波通过具有高度定向性的天线发射出去，探测海平面这个二维空间内的目标，从回波中提取目标信息。船用导航雷达的出现极大地扩展了人们对船舶周围环境的感知能力，已经成为船舶出海必备的导航设备之一。 随着大规模集成电路的高速发展，数字化成为船舶导航雷达发展的趋势。与传统的模拟雷达相比，数字信号处理系统具有更好的性能和高度的灵活性。基于高速模数转化器和数字逻辑器件，可以轻松地对雷达回波信号进行采样和处理，利用各种数字信号处理算法，对杂波进行有效地抑制，对目标信息进行提取。实践表明，数字化的雷达信号处理效果明显优于模拟实现方式。 本文提出并设计实现了一种基于嵌入式ARM处理器和数字信号处理器的船舶导航雷达信号处理系统，涵盖了从目标回波信号的采样到将处理结果显示在高分辨率彩色液晶显示屏上的整个过程。本课题首先介绍船舶导航雷达的发展历史以及当前发展现状，然后分析了船舶导航雷达的基本工作原理，包括电磁波的基本性质、脉冲雷达的基本工作原理。在此基础之上，提出了船舶导航雷达信号处理系统的整体设计方案。之后分别对所设计的系统硬件部分及软件部分实现进行了详细的介绍，并对系统各个模块进行分析。在硬件设计部分给出了AD采用电路、处理器、接口电路、系统电源等各个电路模块的设计实现方法，并对高速电路设计和PCB绘制进行了总结，重点以DDR2 SDRAM芯片为例详细介绍了高速电路设计的原理、电路板结构设计、布局布线以及对电路的仿真分析。在软件部分则介绍了雷达系统涉及的算法原理及实现过程，之后分别对FPGA、DSP和ARM三种芯片的作用、分工以及编程进行了详细的介绍，并重点对雷达显示界面的设计过程进行了介绍。最后，本课题检验了各个模块的功能，对所设计的系统进行了实地验证，测试了系统的性能，取得了良好的效果，达到了设计要求。 |
| 作者： | 王金龙 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 王伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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